Biologické čištění odpadních vod je účinný způsob odstraňování organických látek s využitím aktivity mikroorganismů. Tuto metodu lze použít jak v každodenním životě, tak v průmyslových podnicích. Čištění bakteriemi se úspěšně kombinuje s mechanickými a chemickými vlivy, které mají větší vliv na anorganické sloučeniny. Biologické čištění je založeno na přirozeném procesu, je uměle vytvořeno, aby bezpečně odstranilo nečistoty.
Jak funguje metoda biologické léčby?
Čištění pomocí mikroorganismů se obvykle provádí po mechanickém odstranění kontaminantů. Nerozpustné částice se vysrážejí a zbývající látky podléhají dalšímu zpracování.
Podstata práce je založena na schopnosti určitých bakterií rozkládat organické sloučeniny. V důsledku toho vznikají jednoduché látky jako voda, oxid uhličitý a metan. Mikrobi a prvoci využívají výsledné produkty k udržení svých vlastních životních funkcí.
Mikroorganismy získávají energii také z dusíku, který je obsažen v odpadních vodách ve formě sloučenin amoniaku a dusičnanů. Složení minerálních solí zahrnuje fosfor a draslík, které jsou nezbytné pro výživu bakterií. Bohatý obsah těchto látek v odpadních vodách způsobuje intenzivní množení mikrobů, čímž dochází k přirozenému čištění v nádržích.
Z čeho se skládá domovní odpadní voda?
Moderní domy musí mít vodovodní a kanalizační systémy. První lidé používají k pití a domácím potřebám a pomocí druhé odstraňují kontaminovanou tekutinu. A přestože hladina nečistot v odpadní vodě nepřesahuje 1 %, nelze ji znovu použít, dokud nebude vyčištěna.
Složení odpadní vody se významně liší v závislosti na umístění a době odběru vzorků. Kapalina obvykle obsahuje pevné i rozpustné prvky. Anorganické látky mohou být eliminovány jednoduchým filtrem, ale organické látky vyžadují složitější přístup. Pokud nejsou přijata opatření, existuje riziko rozkladu biologických sloučenin, což vede k tvorbě hnusného zápachu a kazení vody.
Odpadní vody mohou obsahovat zbytky tuků, detergentů, fosfátových a chloridových sloučenin, dusíku, síranů a petrochemických produktů. Tyto látky samy nikam nezmizí, proto se k jejich odstranění používá biologické čištění odpadních vod.
Zvláštní pozornost by měla být věnována tomuto problému ve venkovských domech, které nejsou připojeny k centralizovanému zásobování vodou. Na jejich stránkách se obvykle nachází studna a žumpa. Za nepříznivých okolností mohou nevyčištěné odpadní vody skončit v kohoutku, což povede k riziku otravy všech obyvatel.
Metody čištění odpadních vod
Existují dva hlavní způsoby čištění domácích a průmyslových odpadních vod – přírodní a umělé. Malé objemy kapaliny lze čistit za přirozených podmínek, ale v současné době vyžaduje velká množství kontaminované vody další úpravu. Obvykle se používá celá řada umělých metod a jako doplněk se používá přírodní očista. Běžné způsoby čištění odpadních vod:
- Mechanické. V této fázi se používají filtry a usazování vody. K tomuto účelu se používají speciální mřížky, síta a lapače. Po prvotním čištění se kapalina posílá do usazovací nádrže, kde se po určité době vysrážejí anorganické látky. Ve všech moderních systémech prochází voda tímto stupněm čištění, ale nestačí k úplnému odstranění všech nečistot. Chemické a biologické složky nelze tímto způsobem eliminovat.
- Chemikálie. Jedná se o použití speciálních činidel, která reagují s látkami ve vodě a vedou k tvorbě nerozpustné sraženiny. V důsledku toho je možné téměř úplně zbavit pevných částic a organický obsah je snížen nevýznamně.
- Fyzikálně-chemické. Jedná se o kombinaci dvou předchozích metod, která umožňuje působit na všechny druhy kontaminantů. Nejčastěji používané metody jsou koagulace, extrakce a elektrolýza.
- Biologický. Для этого метода нужны микроорганизмы, которые естественным образом очищают воду от органических примесей в процессе своей жизнедеятельности.
Biologické metody čištění odpadních vod
Čištění vody mikroorganismy probíhá v následujících zařízeních:
- Aero nádrže;
- Biofiltry;
- Stanice biologického čištění;
- Membránové bioreaktory;
- Biologické rybníky.
Aerotanky
Taková zařízení na čištění biologických odpadních vod jsou navržena pro mechanicky ošetřenou kapalinu, která interaguje s aktivovaným kalem umístěným v nádrži. Proces se odehrává ve speciálních kontejnerech sestávajících z několika oddělení a vybaven provzdušňovacími systémy. Aktivovaný kal obsahuje mnoho bakterií, které se živí organickým odpadem. Aby jejich život fungoval, vyžadují vhodné podmínky, které jsou neustále udržovány v nádrži.
Bakterie potřebují především kyslík, aby se mohly množit. Při stálém přísunu vzduchu začnou mikroorganismy nasávat organické látky z vody, čímž nádrž přirozeně čistí. Časem se organické zásoby snižují a začíná se snižovat i spotřeba kyslíku. V tomto okamžiku se kapalina přesune do následujících sekcí.
V dalších úsecích je voda upravována pomocí speciálních nitrifikačních bakterií, které přeměňují dusík obsažený v amonných solích na dusitany. V jezírku je také jiný druh mikroba, který absorbuje dusitany. V důsledku tohoto procesu se tvoří dusičnany. Nakonec, po úplném zpracování sloučenin, odpadní voda vstupuje do sekundární usazovací nádrže. Zde aktivovaný kal tvoří sediment a čistá kapalina se pohybuje do nádrží.
Membránový bioreaktor
K biologickým metodám čištění odpadních vod patří využití membránového bioreaktoru. Úlohou membrán je vytvořit jakousi bariéru pro kontaminanty, které jimi procházejí. Tyto prvky jsou trubkové, duté vlákno a plochý rám. Kromě mechanické filtrace se využívá činnost mikroorganismů.
Membránový reaktor lze použít jak v konečné fázi čištění kapaliny, tak pro přípravné čištění před nanofiltrací. Tímto způsobem je možné účinně odstranit přebytečné soli z odpadních vod.
Biofiltry
Biofiltry se často používají pro biologické čištění odpadních vod ve venkovských domech. Toto malé zařízení obsahuje nádobu s nakládacím materiálem obsahujícím mikroorganismy. Činnost bakterií probíhá na podobném principu jako provzdušňovací nádrže – organická hmota se úspěšně rozkládá na jednoduché prvky, které slouží jako potrava pro mikroby.
Zařízení se dělí do dvou skupin: dvoustupňová a s kapkovou filtrací. Druhý typ se vyznačuje nízkou produktivitou, ale zároveň produkuje nejúčinnější čištění odpadních vod. Dvoustupňová zařízení jsou rychlejší, ale kvalita bude průměrnější. Obě zařízení obsahují pouzdro, rozdělovač, drenáž a rozvody vzduchu.
Biologická čistírna odpadních vod
Toto zařízení je vyrobeno ve formě konstrukce se čtyřmi komorami, ve kterých dochází k postupnému čištění odpadních vod pomocí aktivovaného kalu a kyslíku. Po průchodu všemi odděleními je voda prakticky čistá a lze ji znovu použít pro domácí nebo průmyslové potřeby.
Velké množství oddělení nezabere příliš místa, takže samotná stanice je kompaktní a snadno ovladatelné zařízení. Snadno se přenáší a instaluje. Tato metoda biologického čištění odpadních vod vyžaduje pravidelnou údržbu zařízení, aby bylo zajištěno, že bude nadále efektivně fungovat. Části jednotky by měly být pravidelně omyty pomocí vysokotlaké myčky. Poté je nutné zařízení restartovat.
biologických jezírek
Poměrně jednoduchý a ziskový způsob odstranění kontaminantů v kapalině zahrnuje její samočištění v otevřených nádržích vytvořených uměle. Zde je důležité zajistit dobrou cirkulaci vzduchu, protože bakterie potřebují k přežití kyslík. Z tohoto důvodu by hloubka nádrže neměla být větší než 1 metr.
Značná velikost rezervoáru umožňuje, aby se voda dobře ohřívala, takže mikroorganismy se aktivují a rychleji absorbují organické sloučeniny. Toto biologické čištění odpadních vod je účinnější v létě a s klesající teplotou se oxidační proces zpomaluje. Když nastanou mrazy, mikroorganismy usnou a již nemohou vykonávat svou práci. V zimě a pozdním podzimu proto nemá smysl využívat biologická jezírka.
Nádrže tohoto typu jsou rozděleny do tří typů:
- S ředěním – odpadní voda se mísí s říčními vodami;
- Nádrže s několika stupni bez ředění – kapalina vstupuje do nádrže po určité době usazování, často se používá kaskádový způsob jejich umístění;
- Rybníky na čištění odpadních vod.
Metody se liší v době, kterou trvá úplné vyčištění vody. Ředicí jezírka dokážou vypustit kapalinu za dva týdny, zatímco vícestupňovým nádržím trvá odstranění kontaminantů asi měsíc.
Doléčování
Po biologických metodách čištění vody může být okamžitě přenesena do půdy nebo znovu použita pro technické potřeby. Někdy se kapalina uvolňuje do vodních útvarů, ale nejčastěji prvky, které obsahuje, mohou poškodit ekosystém. Z tohoto důvodu průmyslové odpadní vody vyžadují další čištění, než mohou být znovu použity. Během dodatečného čištění probíhají následující procesy:
- Snížení množství suspendovaných látek;
- Snížení obsahu dusíku, fosforu a dalších chemických sloučenin;
- Dezinfekce;
- Přidávání kyslíku do vody, která bude použita pro rybářská zařízení.
Nástroj pro hloubkové čištění je obvykle bioreaktor se zaplavenou zátěží. Někdy se tato oblast používá jako nitrifikátor.
Konkrétní typ zařízení se volí na základě místních podmínek a požadované kvality čištění kapaliny. Ve většině případů je nutné částečně přebudovat provedení hloubkového čištění.
Jak fungují bakterie
Odpadní voda se čistí pomocí aerobních a anaerobních mikroorganismů. Rozdíl je v použití kyslíku k čištění kapaliny. Každá metoda zahrnuje použití speciálního mechanismu.
Aerobní čištění
Vyrábí se pomocí biofilmu nebo aktivovaného kalu. Odpadní voda vstupuje do jímky nebo nádrže obsahující bakterie a poté je do systému přiváděn kyslík, což způsobuje oxidaci organické hmoty. Paralelně probíhá nitrifikace sloučenin. Proces se několikrát opakuje, než se kapalina začne usazovat. Přebytečný kal se posílá ke zpracování a část se vrací zpět do systému. Čistá voda prochází dodatečným čištěním nebo vstupuje do nádrže.
Anaerobní léčba
Pokud odpadní voda obsahuje mnoho organických látek, pevných látek a aktivovaného kalu, lze ji čistit pomocí metanogeneze, ke které dochází za účasti anaerobních bakterií. Při této metodě se kapalina zpracovává v nádrži s mikroorganismy, což vede k produkci metanu a oxidu uhličitého. Plyny jsou poté odstraněny a sediment prochází do odstředivky, kde se odděluje kal. Poté se čistá voda vrací do nádrže a kal se suší, dezinfikuje a používá ke kompostování.
Výhody a nevýhody metody
Biologické čištění odpadních vod má významné výhody:
- Malé množství odpadních látek. V důsledku zpracování vznikají jednoduché sloučeniny, které lze z kapaliny snadno odstranit. Vznikající metan se využívá k vytápění budov a půda se hnojí kalem.
- Autonomní provoz zařízení. Nevyžadují přidávání činidel a procesy může ovládat 1 osoba.
- Dostupné náklady na metodu ve srovnání s jinými metodami čištění kapalin.
- Ekologický a přirozený proces. Toto čištění nepoškozuje přírodní zdroje ani ekosystémy.
Metoda má také nevýhody:
- Je obtížné udržet stálý počet mikroorganismů. Snížení jejich počtu povede k nedostatečně účinnému čištění odpadních vod.
- Výstavba léčebných zařízení může vyžadovat velké množství finančních prostředků. Časem se investice vrátí.
- Důležitost přísného dodržování technologie čištění kapalin. Odchylka od pravidel povede ke snížení účinnosti metody.
- Ne všechny druhy organické hmoty lze recyklovat. Toxické látky mohou zničit bakterie, proto je důležité pečlivě otestovat vodu na jejich přítomnost a toxiny rychle odstranit.
Závěr
Použití biologického čištění umožňuje efektivně odstraňovat nečistoty z odpadních vod bez poškození životního prostředí. Jedná se o dostupnou a oblíbenou metodu pro domácí i průmyslové potřeby.
Před opětovným použitím nebo vypuštěním do přírodních nádrží jsou odpadní vody podrobeny celé řadě vícestupňových úprav.
To se obvykle děje ve speciálních instalacích.
Proces se skládá z oddělených fází zaměřených na odstranění kontaminantů určitého typu, původu a objemu.
To znamená, že každá fáze čištění má svůj vlastní účel a vlastnosti, které budeme v tomto článku zvažovat.
Hlavní fáze umělého čištění
Čištění odpadních vod je soubor opatření k odstranění znečišťujících látek obsažených v domácích a průmyslových odpadních vodách před jejich vypuštěním do vodních útvarů a použitím v recyklačním cyklu.
Hlavním úkolem čištění je odstranění organických a anorganických látek na koncentrace, které nepřekračují stanovené MPC. Úprava vody se provádí na úpravnách vody.
Čistící kroky zahrnují 5 po sobě jdoucích etap:
- ;
- biologický; ; ;
- dezinfekce (dezinfekce).
Období a podmínky pro zpracování vodních mas v každé fázi závisí na mnoha faktorech, včetně produkčního potenciálu čistírenských zařízení a požadavků na složení vody po úpravě.
Dále zvážíme charakteristiky každé z hlavních fází umělého čištění odpadních vod.
Mechanické
Proces čištění odpadních vod začíná mechanickým čištěním, při kterém se zadržují velké nerozpustné nečistoty.
Komplex několika instalací čistí proud vody od nečistot organického i anorganického původu a zároveň jej připravuje na další stupně.
Mechanické čištění odpadních vod se provádí filtrací nebo sedimentací.
Základní nástroje:
- mřížky, síta;
- mechanické hrábě;
- drtiče, síta drtičů;
- šnekové dopravníky, šnekové lisy;
- lapače písku;
- lapače;
- primární usazovací nádrže;
- škrabací a řetězové mechanismy;
- síťové mikrofiltry.
Po odstranění velkých nečistot se voda dostává do usazovací nádrže – nádrže pro usazování odpadních vod s tvorbou vrstvy sedimentu a plovoucího filmu oleje, tuku a ropných produktů.
Mechanické čištění se používá ve většině moderních instalací téměř ve všech případech, ale téměř nikdy jako samostatná metoda. Důvodem je, že pomocí těchto metod nelze extrahovat (odstranit, zničit, neutralizovat) chemické a organické nečistoty, v mechanické fázi se odstraní pouze hrubé nebo jemné nečistoty.
Algoritmus pro mechanické čištění odpadních vod:
- V první fázi čištění se používají mřížky a síta k zadržení velkých frakcí organické a minerální povahy. Odpad odstraněný z těchto zařízení musí být zlikvidován.
- Poté kapalina prochází lapači písku, ve kterých se vlivem gravitace ukládají malé frakce písku, strusky, skla a zeminy, dále lapači oleje nebo lapače tuků, ve kterých jsou z povrchu odstraněny hydrofobní nečistoty. voda flotací. Lapače písku jsou horizontální, vertikální a štěrbinové. První dva typy zařízení se používají v čistírnách odpadních vod, zatímco štěrbinové se používají v kanálech. Lapače písku jsou většinou navrženy dvousekčně, aby při běžných opravách a čištění od znečištění fungovala alespoň jedna sekce i při dočasném přetížení.
- Dalším stupněm čištění je usazování v primárních usazovacích nádržích, kde se usazují suspendované částice a na hladině vody se vytváří film kontaminantů. Usazovací nádrže jsou železobetonové nádrže 3–5 m hluboké, radiálního nebo obdélníkového tvaru. Odpadní voda je přiváděna zespodu, sediment ze dna je zachycován škrabkami a plovák nahoře shromažďuje do násypky nečistoty lehčí než voda.
Existují primární a sekundární usazovací nádrže. Primární nádrže jsou instalovány před zařízeními biologického čištění, sekundární nádrže slouží k sekundárnímu dočištění vody po biologickém čištění. Sekundární usazovací nádrže obvykle jsou také kontaktní.
Pokud požadavky na kvalitu vyčištěné odpadní vody umožňují její vypouštění do nádrže za primárními nádržemi, pak schéma mechanického čištění počítá s dezinfekcí (např. chlorací) v kontaktní konstrukci.
Při mechanické úpravě se z vody odstraní až 70 % minerálních nečistot a BSK se sníží o 25–30 %. Mechanický stupeň je také potřebný pro zprůměrování průtoku, vytvoření rovnoměrného pohybu, aby se zabránilo kolísání objemu a složení odpadní vody v dalším stupni čištění.
Biologické
Biologický stupeň je hlavním stupněm čištění odpadních vod. Používá se k odstranění organických nečistot, živin (dusík, fosfor) a rozpuštěných nečistot ve vodní hmotě.
Principem čištění je využití specifické biocenózy (bakterie, prvoci a mnohobuněčné organismy), které se říká aktivovaný kal nebo biofilm, a principy jeho životní činnosti.
Bakterie se zaměřují na organické nečistoty, což vede k hlubokému čištění vody.
Biočištění je tedy založeno na usazovací schopnosti aktivovaného kalu proces probíhá ve dvou fázích:
- Kontakt kalů a odpadních vod po určitou dobu (doba se zjišťuje pomocí vhodných metod).
- Usazování (gravitační separace vyčištěné kapaliny a aktivovaného kalu).
Biozpracování se provádí za aerobních nebo anaerobních podmínek.
Aerobní nebo anaerobní bakterie se používají k rozkladu kontaminantů v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti vzdušného kyslíku ve směsi aktivovaného kalu a odpadní kapaliny.
Odpadní voda ve městech je často čištěna aerobně. Dále popíšeme charakteristiku technologie biologického čištění.
V procesech s aktivovaným kalem se používá průtokový provzdušňovaný biologický reaktor (aerační nádrž). Provzdušňovací nádrž je propojena s usazovací nádrží pro čiření vody. Kal zůstává v aerobním bioreaktoru poměrně dlouhou dobu – takže celý objem adsorbované organické hmoty je oxidován. Dávkové reaktory pracují v cyklickém režimu.
V řetězci biologického čištění po provzdušňovacích nádržích se používají sekundární usazovací nádrže. V nádržích jsou instalovány odkalovače, které odstraňují spodní aktivovaný kal a vrací jej do provzdušňovací nádrže. Přebytečný kal je ze systému odstraněn a odeslán do zavlažovacích polí.
Další možností pro zařízení biorafinérií jsou fermentory, ve kterých probíhají anaerobní fermentační procesy. Zařízení slouží k výrobě cenného vedlejšího produktu – bioplynu – z kalu.
Aerobní a anaerobní bakterie
Mikroorganismy podílející se na čištění odpadních vod se dělí na aerobní a anaerobní.
Aerobní živočichové žijí pouze v prostředí obsahujícím kyslík, plně využívat organickou hmotu, současně syntetizující vlastní biomasu.
Anaerobní bakterie nepotřebují kyslík, ale jejich růst biomasy je malý. Organismy této skupiny jsou nezbytné pro bezkyslíkatou fermentaci organických sloučenin za vzniku metanu.
Anaerobní technologie nenahraditelný s vysokým obsahem organických nečistot – v objemech překračujících nejvyšší přípustné koncentrace pro aerobní mikroflóru. Pokud má odpadní voda nízký obsah organických látek, jsou anaerobní bakterie neúčinné.
Jak funguje biofiltr?
Filtrační prvky biofiltru jsou uspořádány shora dolů a tvoří 6 vrstev se specifickými funkcemi.
Jak každá vrstva funguje:
- Celá hmota biofilmu horní vrstvy je „osazena“ bakteriemi. Zde dochází k mineralizaci organické hmoty, rozvíjí se mikroflóra, která vysokou rychlostí asimiluje jednoduché sloučeniny.
- V horních vrstvách zařízení rostou zelené a modrozelené řasy, které produkují kyslík a fytoncidy.
- Dole ve třetí vrstvě je stanoviště pro rozsivky, které nepotřebují světlo, ale vyžadují kyslík.
- S dalším pohybem kapaliny se spotřebovávají stále hůře stravitelné složky odpadu – vznikají zde bakterie rozkládající vysokomolekulární sloučeniny.
- Pátá vrstva je domovem prvoků – mikroorganismů, které se živí bakteriemi.
- V nejnižší vrstvě biologického filtru je území červů. Červi dělají průchody mezi frakcemi nakládacího materiálu, uvolňují biologický film a usnadňují přístup kyslíku.
Biologické čištění odpadních vod dává téměř maximálně kvalitní výsledky. Metoda se nepoužívá jako nezávislá metoda – 100% čisté vody lze dosáhnout pouze tehdy, pokud jsou anorganické nečistoty nejprve odstraněny jinými metodami.
Po biologické léčbě může být někdy nutná dezinfekce.
Chemické
Ve fázi chemického čištění se do vody zavádějí činidla. Látky reagují s kontaminanty, tvoří nerozpustný sediment, který je poté mechanicky odstraněn. Výsledkem je snížení koncentrace rozpustných nečistot o 25 % a nerozpustných nečistot o 95 %.
Existují dva hlavní způsoby chemického čištění odpadních vod.
Neutralizace
Vlivem činidel přidávaných do odpadních vod (roztoky kyselin a zásad) se prostředí stává neutrálním – je dosaženo požadované hodnoty pH.
Tato metoda je aktivně implementována v:
- textil;
- chemikálie;
- farmaceutický průmysl;
- strojírenství.
Někdy odpadní voda prochází nakládacími materiály s neutralizačním účinkem (magnezit, dolomit, křída), pro které jsou k dispozici speciální zařízení.
Oxidace
Technologie spočívá v přidávání různých oxidačních činidel:
- zkapalněný nebo plynný chlor;
- oxid chloričitý;
- bělidlo;
- chlornan sodný nebo vápenatý;
- kyslík.
Používá se k čištění vody s vysokými koncentracemi kyselin, zásad a solí kovů. Metoda je zvláště účinná pro odpadní vody obsahující kyanid měďnatý, zinek a další toxické sloučeniny.
Podobné složení mají odpadní vody ze strojírenství a výroby nástrojů, výroby olova a zinku, těžby a celulózo-papírenského průmyslu.
V důsledku chemických reakcí, nebezpečné znečištění se stává neškodným. У oxidace jako způsob čištění odpadních vod, jedinou nevýhodou je vysoká spotřeba drahých činidel.
Komplexní čistírny odpadních vod zajišťují odstraňování srážek, produktu chemických reakcí.
Fyzikálně-chemické
K čištění vody od rozpuštěných nečistot se používají fyzikálně-chemické technologie, uplatňují se především v podnicích s realizovaným oběhovým vodovodem. Většina těchto metod vyžadují hluboké zpracování k extrakci nerozpuštěných látek, u kterého je proces koagulace zahájen v předběžné fázi.
Základní fyzikální a chemické metody:
- .Zintenzivňuje proces plavení frakcí oleje, tuku, ropných produktů v důsledku jejich obalování vzduchovými bublinami.
- Extrakce. Je založena na redistribuci nečistot ve směsi vzájemně nerozpustných kapalin (efluent a extraktant).
- Sorpce Metoda odstraňování rozpustných nečistot zaváděním sorbentů (struska, piliny, vápno).
- Léčba iontovou výměnou. Metoda extrakce solí, kovových iontů a dalších nečistot pomocí iontoměničů – granulovaných syntetických iontoměničových pryskyřic.
- Elektrochemická oxidace. Metoda je založena na elektrolýze. Chemické reakce procesu závisí na složení odpadní vody, materiálu elektrod, pH prostředí a elektrochemických parametrech. Voda je vystavena oxidaci v kontinuálních nebo vsádkových elektrolyzérech.
- Hyperfiltrace (reverzní osmóza). Technologie se provádí separací roztoků filtrací přes membrány. Póry membrán umožňují průchod pouze molekulám vody, které zadržují ionty solí.
- Vypařování. Odpadní kapalina je zpracována párou, v důsledku čehož nečistoty přecházejí do parní fáze a jsou odstraňovány spolu s párou. Metoda je vhodná pro čištění malých objemů odpadních vod s vysokou koncentrací těkavých látek.
Kromě těchto metod se na úpravnách vod často provádí dodatečná sedimentace fosforu solemi železa a hliníku.
Dezinfekce
Po bioremediaci koncentrace patogenních bakterií je výrazně snížena, ale zcela vyčistit odpadní vody určené k vypouštění do přírodní nádrže je možné pouze pomocí dezinfekčních opatření.
Dále se budeme zabývat hlavními metodami dezinfekce odpadních vod v konečné fázi čištění.
Chemická dezinfekce
Nejoblíbenějším způsobem dezinfekce odpadních vod je chlorace. Chlor nebo jeho sloučeniny (oxid chloričitý, chlorid bromitý, chlornan sodný, chlornan vápenatý, bělidlo, chloramin, plynný chlor) se zavádějí do vody, která prošla biologickým čištěním.
Po použití přípravků obsahujících chlór je nutné vodu očistit od chlóru, vysoké koncentrace látky jsou zdraví nebezpečné. To je hlavní nevýhoda chlorovací dezinfekce.
Oxid chloričitý je považován za nejméně škodlivý, ale sloučenina je také méně účinná – není vhodná pro čištění silně kontaminovaných odpadních vod.
Pro chemickou dezinfekci se dále používají sloučeniny jódu a bromu, peroxid vodíku a ozonizace. Ozon není o nic méně silným oxidačním činidlem než chlor, ale metoda je poměrně drahá, energeticky náročná a vyžaduje speciální vybavení.
Jiné dezinfekční prostředky (manganistan draselný, kyselina peroctová) nemají výrazný baktericidní účinek, a proto se používají jen zřídka.
Ultraviolet
Úprava vody UV zářením je efektivní a ekonomická metoda fyzikální dezinfekce, která nemá následky v podobě reziduálních negativních účinků na vodu, jako je tomu v případě použití činidel s obsahem chlóru. Elektromagnetické vlny o délce asi 255 nm zničit DNA mikroorganismů, což jim znemožňuje rozmnožování.
Nejdostupnější analogovou technologií je solární dezinfekce (vystavení kapaliny v otevřených nádržích přímému slunečnímu záření). V tomto případě se ultrafialová dezinfekce provádí v kombinaci s infračerveným zářením.
Infračervené záření
IR paprsky nemají přímý baktericidní účinek, ale působí nepřímo tím, že zahřívají husté, neprůhledné nečistoty. Dezinfekční procesy začínají při zahřátí kapaliny na více než 50 °C.
Ionizující radiace
Metoda neutralizace χ- nebo γ-paprsky, β-částicemi, neutrony a protony je složitá a high-tech. Obvykle slouží k řešení konkrétních problémů, kde nejsou použitelné jiné dezinfekční technologie.
Ultrazvuk
Smrt nebezpečných bakterií je způsobena vysokou frekvencí vibrací – buněčné membrány patogenních organismů začnou mechanicky kolabovat. Účinnost ultrazvuku se zvyšuje, pokud se do odpadních vod zavádějí baktericidní činidla, která urychlují procesy, které jsou pro patogenní mikroflóru nevratné.
Tepelná expozice
Dezinfekce varem je poměrně účinná, ale pro konečné ošetření bakterií, bakteriálních spor a virů voda budete muset vařit alespoň 30-40 minut. Účinek tepelné expozice nastává, když se proteiny skládají a dochází k poruchám ve fungování intracelulárních enzymů. Nevýhodou technologie je vysoká spotřeba energie.
Elektrické proudy vysoké a ultravysoké frekvence
Vysokofrekvenční a ultravysokofrekvenční oscilace elektromagnetického pole negativně ovlivňují buněčnou strukturu patogenních mikroorganismů – v důsledku toho dochází k baktericidnímu účinku.
Dezinfekce kovovými ionty
Některé kovy, jako jsou sloučeniny stříbra a mědi, při kontaktu s vodou uvolňují ionty s baktericidními vlastnostmi. Metoda není dostatečně účinná, používá se k dezinfekci malých objemů mírně kontaminované vody v kombinaci s jinými metodami.
Za nejlepší metodu proti bakteriologickému znečištění vod je zpravidla považována komplexní dezinfekce, prováděná ve 2-3 po sobě jdoucích stupních různými způsoby.
K čištění odpadních vod z venkovských domů od bakterií a virů se ultrafialová dezinfekce používá častěji než ostatní. Jako maximální konečná úprava vody je za UV zářičem instalován filtr reverzní osmózy.
Tepelná recyklace
Někdy ani jeden způsob čištění odpadních vod (zejména průmyslových odpadních vod) nevede k požadovaným ukazatelům kvality. Termální recyklace odpadních vod spalováním je alternativní způsob likvidace kontaminovaných odpadních vod.
Pro rekuperaci tepla Používají se pece tepelného rozkladu, hořáky a instalace různých provedení. Metoda ohně je poměrně populární – spolehlivá a ekonomická.
Do hořáku je vstřikována voda v jemně rozptýleném stavu, která vzniká při spalování paliva (kapalného nebo plynného). V důsledku toho se kapalina odpařuje a nečistoty hoří, rozkládají se na molekuly oxidu uhličitého a vody.
Související videa
Hlavní fáze čištění odpadních vod jsou uvedeny v tomto videu na příkladu čistírny odpadních vod Lyubertsy:
Závěr
Metody čištění vody od všech typů kontaminantů jsou vybírány s ohledem na výsledky chemického a bakteriologického rozboru. Existuje mnoho faktorů, které mění účinnost jakékoli léčebné metody v každém konkrétním případě.
Neméně důležitou etapou při čištění odpadních vod je mechanické odvodnění kalu. Používají se různé technologie – dehydratace pomocí komorových kalolisů, kotoučových šnekových dehydrátorů, pásových lisů, odstředivek (dekantérů).
Metody se liší nejen účinností, ale i dalšími charakteristikami – plocha staveniště, spotřeba energie, náklady, provozní náklady.
